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Java反射機制深(shen)入詳解

一.概念

  反射就是把(ba)Java的各(ge)種成(cheng)分映射成(cheng)相應(ying)的Java類(lei)。

  Class類(lei)的構造方法是private,由JVM創建。

  反射是(shi)java語(yu)言(yan)的一(yi)個特(te)性(xing),它允(yun)程(cheng)序在(zai)運行時(shi)(注意不(bu)是(shi)編譯的時(shi)候)來進行自(zi)我檢查并且(qie)對內部的成員進行操(cao)作。例如它允(yun)許一(yi)個java的類獲取(qu)他所有(you)的成員變量和方(fang)法并且(qie)顯(xian)示出來。Java 的這一(yi)能力在(zai)實際應用(yong)中(zhong)也許用(yong)得不(bu)是(shi)很多,但是(shi)在(zai)其它的程(cheng)序設計語(yu)言(yan)中(zhong)根本就(jiu)(jiu)不(bu)存(cun)在(zai)這一(yi)特(te)性(xing)。例如,Pascal、C 或者 C++ 中(zhong)就(jiu)(jiu)沒有(you)辦法在(zai)程(cheng)序中(zhong)獲得函數(shu)定(ding)義相關的信息。 (來自(zi)Sun)

  JavaBean 是 reflection 的實際應用之(zhi)一,它能讓(rang)一些工(gong)具可(ke)視化的操作(zuo)軟(ruan)件組件。這(zhe)些工(gong)具通過 reflection 動態的載(zai)入并取得 Java 組件(類) 的屬性。

  反(fan)(fan)射是從1.2就有的(de),后面的(de)三大(da)框(kuang)架都會用到反(fan)(fan)射機制,涉及到類"Class",無法直接new CLass(),其對象是內存里的(de)一份(fen)字節(jie)碼.  

  Class 類(lei)(lei)的實例表示正(zheng)在(zai)運(yun)行的 Java 應用程(cheng)序(xu)中的類(lei)(lei)和接口。枚舉是(shi)一(yi)種(zhong)類(lei)(lei),注(zhu)釋是(shi)一(yi)種(zhong)接口。每(mei)個數組(zu)屬于(yu)被映射為(wei) Class 對(dui)象(xiang)的一(yi)個類(lei)(lei),所有具有相同元素類(lei)(lei)型(xing)和維數的數組(zu)都(dou)共(gong)享該 Class 對(dui)象(xiang)。基本的 Java類(lei)(lei)型(xing)(boolean、byte、char、short、int、long、float 和 double)和關鍵(jian)字 void 也表示為(wei) Class 對(dui)象(xiang)。Class 沒(mei)有公(gong)共(gong)構造方(fang)(fang)法。Class 對(dui)象(xiang)是(shi)在(zai)加載類(lei)(lei)時(shi)由(you) Java 虛擬機以及(ji)通過(guo)調用類(lei)(lei)加載器中的 defineClass 方(fang)(fang)法自動構造的。 

1 Person p1 = new Person();
2 //下(xia)面(mian)的這三(san)種(zhong)方式都可以得(de)到字(zi)節碼
3 CLass c1 = Date.class();
4 p1.getClass(); 
5 //若存在則加載,否則新建,往往使用(yong)第三(san)種(zhong),類的(de)名字在寫源程序(xu)時不需要(yao)知道(dao),到運行時再(zai)傳遞過來
6 Class.forName("java.lang.String");

  CLass.forName()字(zi)節(jie)碼(ma)已經(jing)加(jia)載(zai)到java虛(xu)擬(ni)機中(zhong)(zhong),去得到字(zi)節(jie)碼(ma);java虛(xu)擬(ni)機中(zhong)(zhong)還沒有生(sheng)成(cheng)字(zi)節(jie)碼(ma) 用類加(jia)載(zai)器進行加(jia)載(zai),加(jia)載(zai)的(de)字(zi)節(jie)碼(ma)緩沖到虛(xu)擬(ni)機中(zhong)(zhong)。 

  考慮下(xia)面這(zhe)個(ge)簡單的(de)例子,讓我(wo)們看看 reflection 是如何工作的(de)。

View Code
 1 import java.lang.reflect.*;  
 2 
 3 public class DumpMethods {  
 4    public static void main(String args[]) {  
 5       try {  
 6            Class c = Class.forName("java.util.Stack");  
 7 
 8            Method m[] = c.getDeclaredMethods();  
 9              
10            for (int i = 0; i < m.length; i++)  
11                System.out.println(m[i].toString());  
12       }  
13       catch (Throwable e){  
14             System.err.println(e);  
15       }  
16    }  
17 }
View Code
1 public synchronized java.lang.Object java.util.Stack.pop() 
2 public java.lang.Object java.util.Stack.push(java.lang.Object) 
3 public boolean java.util.Stack.empty() 
4 public synchronized java.lang.Object java.util.Stack.peek() 
5 public synchronized int java.util.Stack.search(java.lang.Object)

  這樣就列出了java.util.Stack 類(lei)的各方法(fa)名以及它們的限制符和返(fan)回(hui)類(lei)型。這個(ge)程(cheng)序使用(yong) Class.forName 載入指定(ding)的類(lei),然后調(diao)用(yong) getDeclaredMethods 來(lai)獲取這個(ge)類(lei)中(zhong)(zhong)定(ding)義了的方法(fa)列表。java.lang.reflect.Methods 是用(yong)來(lai)描述某(mou)個(ge)類(lei)中(zhong)(zhong)單個(ge)方法(fa)的一(yi)個(ge)類(lei)。

  以(yi)下示(shi)例(li)使用 Class 對象來(lai)顯示(shi)對象的類(lei)名(ming):

1 void printClassName(Object obj) {
2          System.out.println("The class of " + obj +
3                             " is " + obj.getClass().getName());
4      }

  還可以使用一個類字面值(JLS Section 15.8.2)來獲取(qu)指定(ding)類型(xing)(或 void)的 Class 對象。例如:

1 System.out.println("The name of class Foo is: "+Foo.class.getName());

&nbsp;  在沒(mei)有對象(xiang)實(shi)例(li)的時候(hou),主(zhu)要有兩種辦法。

//獲得類(lei)類(lei)型的兩種方式        
Class cls1 = Role.class;        
Class cls2 = Class.forName("yui.Role");

  注意第二(er)種方式(shi)中(zhong),forName中(zhong)的(de)(de)參數一(yi)定是完整的(de)(de)類(lei)名(ming)(包名(ming)+類(lei)名(ming)),并且這個方法需要捕獲異(yi)常。現在得到cls1就可以創建一(yi)個Role類(lei)的(de)(de)實例(li)了,利用Class的(de)(de)newInstance方法相(xiang)當于調用類(lei)的(de)(de)默認(ren)的(de)(de)構(gou)造器(qi)。

1 Object o = cls1.newInstance(); 
2 //創建一個(ge)實例        
3 //Object o1 = new Role();   //與上面(mian)的方法等價(jia)

 

二.常用方法  

  1.isPrimitive(判斷是否是基本類(lei)型的(de)字節碼(ma))

View Code
 1 public class TestReflect {
 2     public static void main(String[] args) {
 3         // TODO Auto-generated method stub
 4         String str = "abc";
 5         Class cls1 = str.getClass();
 6         Class cls2 = String.class;
 7         Class cls3 = null;//必須要加(jia)上null
 8         try {
 9             cls3 = Class.forName("java.lang.String");
10         } catch (ClassNotFoundException e) {
11             // TODO Auto-generated catch block
12             e.printStackTrace();
13         }
14         System.out.println(cls1==cls2);
15         System.out.println(cls1==cls3);
16         
17         System.out.println(cls1.isPrimitive());
18         System.out.println(int.class.isPrimitive());//判定指(zhi)定的 Class 對象是否(fou)表示一個基本類型(xing)。
19         System.out.println(int.class == Integer.class);
20         System.out.println(int.class == Integer.TYPE);
21         System.out.println(int[].class.isPrimitive());
22         System.out.println(int[].class.isArray());
23     }
24 }
25 /*
26  * true
27 true
28 false
29 true
30 false
31 true
32 false
33 true
34 
35  */
36 */

  2.getConstructor和getConstructors()

  java中構造方法沒(mei)有先后(hou)順(shun)序(xu),通過類型和(he)參(can)數個(ge)數區分。 

1 public class TestReflect {
2     public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException {
3         // TODO Auto-generated method stub
4         String str = "abc";
5         
6         System.out.println(String.class.getConstructor(StringBuffer.class));
7     }
8 }

  3.Filed類代(dai)表某一(yi)類中的一(yi)個成(cheng)員變量。

 1 import java.lang.reflect.Field;
 2 public class TestReflect {
 3     public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException, NoSuchFieldException, IllegalArgumentException, Exception {
 4         ReflectPointer rp1 = new ReflectPointer(3,4);
 5         Field fieldx = rp1.getClass().getField("x");//必須是x或者y
 6         System.out.println(fieldx.get(rp1));
 7         
 8         /*
 9          * private的成(cheng)員變量必須使用getDeclaredField,并setAccessible(true),否(fou)則看得到(dao)拿不(bu)到(dao)
10          */
11         Field fieldy = rp1.getClass().getDeclaredField("y");
12         fieldy.setAccessible(true);//暴力(li)反(fan)射
13         System.out.println(fieldy.get(rp1));
14         
15     }
16 }
17 
18 class ReflectPointer {
19     
20     public int x = 0;
21     private int y = 0;
22     
23     public ReflectPointer(int x,int y) {//alt + shift +s相當于右鍵source
24         super();
25         // TODO Auto-generated constructor stub
26         this.x = x;
27         this.y = y;
28     }
29 }

  4.

三.典型例題

  1.將所(suo)有String類型(xing)的成(cheng)員變(bian)量里的b改(gai)成(cheng)a。

 1 import java.lang.reflect.Field;
 2 public class TestReflect {
 3     public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException, NoSuchFieldException, IllegalArgumentException, Exception {
 4         ReflectPointer rp1 = new ReflectPointer(3,4);
 5         changeBtoA(rp1);
 6         System.out.println(rp1);
 7         
 8     }
 9     
10     private static void changeBtoA(Object obj) throws RuntimeException, Exception {
11         Field[] fields = obj.getClass().getFields();
12         
13         for(Field field : fields) {
14             //if(field.getType().equals(String.class))
15             //由于字節碼(ma)只有一份(fen),用(yong)equals語義不準(zhun)確(que)
16             if(field.getType()==String.class) {
17                 String oldValue = (String)field.get(obj);
18                 String newValue = oldValue.replace('b', 'a');
19                 field.set(obj,newValue);
20             }
21         }
22     }
23 }
24 
25 class ReflectPointer {
26     
27     private int x = 0;
28     public int y = 0;
29     public String str1 = "ball";
30     public String str2 = "basketball";
31     public String str3 = "itcat";
32     
33     public ReflectPointer(int x,int y) {//alt + shift +s相當于右鍵source
34         super();
35         // TODO Auto-generated constructor stub
36         this.x = x;
37         this.y = y;
38     }
39 
40     @Override
41     public String toString() {
42         return "ReflectPointer [str1=" + str1 + ", str2=" + str2 + ", str3="
43                 + str3 + "]";
44     }
45 }

  2.寫(xie)一個程序根據(ju)用(yong)戶提(ti)供的類名,調用(yong)該類的里的main方法。

  為什么要用反射(she)的方式呢?

 1 import java.lang.reflect.Field;
 2 import java.lang.reflect.Method;
 3 
 4 public class TestReflect {
 5     public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException, NoSuchFieldException, IllegalArgumentException, Exception {
 6         String str = args[0];
 7         /*
 8          * 這(zhe)(zhe)樣會數(shu)(shu)組角(jiao)標越界,因(yin)為壓根沒有這(zhe)(zhe)個(ge)字(zi)符數(shu)(shu)組
 9          * 需要右(you)鍵在run as-configurations-arguments里(li)輸入b.Inter(完整類名)
10          * 
11          */
12         Method m = Class.forName(str).getMethod("main",String[].class);
13         //下面這兩種方式都可(ke)以,main方法需(xu)要一個(ge)參數
14         
15         m.invoke(null, new Object[]{new String[]{"111","222","333"}});
16         m.invoke(null, (Object)new String[]{"111","222","333"});//這個(ge)可以說明(ming),數(shu)組也是Object
17         /*
18          * m.invoke(null, new String[]{"111","222","333"})
19          * 上面的不(bu)可以,因為java會自動拆包
20          */
21     }
22 }
23 
24 class Inter {
25     public static void main(String[] args) {
26         for(Object obj : args) {
27             System.out.println(obj);
28         }
29     }
30 }

  3.模擬 instanceof 操作符

View Code
 1 class S {  
 2 }   
 3 
 4 public class IsInstance {  
 5    public static void main(String args[]) {  
 6       try {  
 7            Class cls = Class.forName("S");  
 8            boolean b1 = cls.isInstance(new Integer(37));  
 9            System.out.println(b1);  
10            boolean b2 = cls.isInstance(new S());  
11            System.out.println(b2);  
12       }  
13       catch (Throwable e) {  
14            System.err.println(e);  
15       }  
16    }  
17 }

  在這個(ge)例子中創建了(le)一個(ge)S 類的(de) Class 對象,然后檢查(cha)一些對象是否是S的(de)實例。Integer(37) 不(bu)是,但(dan) new S()是。

四.Method類

  代表類(不是對象)中的某(mou)一(yi)方(fang)法。

 1 import java.lang.reflect.Field;
 2 import java.lang.reflect.Method;
 3 /*
 4  * 人在(zai)黑板上畫(hua)圓,涉及三個對(dui)象,畫(hua)圓需要(yao)圓心和半徑(jing),但(dan)是是私有的,畫(hua)圓的方法
 5  * 分(fen)配(pei)給人不(bu)合適。
 6  * 
 7  * 司機踩(cai)剎車,司機只是給列車發出指令,剎車的動作還需要列車去(qu)完(wan)成。
 8  * 
 9  * 面試(shi)經常考(kao)面向(xiang)對象的設計,比如人關門,人只是(shi)去推(tui)門。
10  * 
11  * 這就(jiu)是專家模式:誰(shui)擁有數據(ju),誰(shui)就(jiu)是專家,方法(fa)就(jiu)分配給(gei)誰(shui)
12  */
13 public class TestReflect {
14     public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException, NoSuchFieldException, IllegalArgumentException, Exception {
15         String str = "shfsfs";
16         //包開頭(tou)是(shi)com表示是(shi)sun內部用(yong)(yong)的(de),java打(da)頭(tou)的(de)才是(shi)用(yong)(yong)戶的(de)
17         Method mtCharAt = String.class.getMethod("charAt", int.class);
18         Object ch = mtCharAt.invoke(str,1);//若第一個參(can)數是null,則肯定是靜態方法
19         System.out.println(ch);
20         
21         System.out.println(mtCharAt.invoke(str, new Object[]{2}));//1.4語法
22         
23     }
24     
25 }

 

五.數組的反射

  Array工具類用于完成數(shu)組(zu)的反射操作。

  同(tong)類型同(tong)緯度有(you)相同(tong)的字(zi)節碼(ma)。

  int.class和Integer.class不是同一份(fen)字節碼,Integer.TYPE,TYPE代表包裝類(lei)對應(ying)的(de)基本類(lei)的(de)字節碼    int.class==Integer.TYPE

 1 import java.util.Arrays;
 2 
 3 /*
 4  * 從這個例子看出即(ji)便字(zi)節(jie)碼相(xiang)同但(dan)是(shi)對象也不一定(ding)相(xiang)同,根本不是(shi)一回事
 5  * 
 6  */
 7 public class TestReflect {
 8     public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException, NoSuchFieldException, IllegalArgumentException, Exception {
 9         int[] a = new int[3];
10         int[] b = new int[]{4,5,5};//直接賦(fu)值后(hou)不(bu)可以指定(ding)長度(du),否則CE
11         int[][] c = new int[3][2];
12         String[] d = new String[]{"jjj","kkkk"};
13         System.out.println(a==b);//false
14         System.out.println(a.getClass()==b.getClass());//true
15         //System.out.println(a.getClass()==d.getClass());    //比較字節碼a和cd也沒法比
16         System.out.println(a.getClass());//輸出class [I
17         System.out.println(a.getClass().getName());//輸出[I,中括號表示(shi)數組,I表示(shi)整數
18         
19         System.out.println(a.getClass().getSuperclass());//輸出class java.lang.Object
20         System.out.println(d.getClass().getSuperclass());//輸(shu)出class java.lang.Object
21         
22         //由于父類都是Object,下(xia)面都是可以的
23         Object obj1 = a;//不可(ke)是Object[]
24         Object obj2 = b;
25         Object[] obj3 = c;//基本類(lei)型(xing)的(de)一(yi)位數(shu)組只可(ke)以當(dang)做Object,非(fei)得還可(ke)以當(dang)做Object[]
26         Object obj4 = d;
27         
28         //注(zhu)意asList處理(li)int[]和String[]的(de)區別
29         System.out.println(Arrays.asList(b));//1.4沒有可變參數,使用的(de)是(shi)數組,[[I@1bc4459]
30         System.out.println(Arrays.asList(d));//[jjj, kkkk]
31         
32     }
33 }

六.結束語
  以上就是反射機(ji)制的(de)(de)簡(jian)單的(de)(de)使用(yong),顯然學過(guo)spring的(de)(de)朋友(you)一定(ding)明(ming)白(bai)了(le)(le),為(wei)什么(me)可以通過(guo)配(pei)置文件就可以讓我(wo)們(men)獲得指(zhi)定(ding)的(de)(de)方法和變(bian)量,在我(wo)們(men)創建對象的(de)(de)時候(hou)都是通過(guo)傳進string實現的(de)(de),就好像你需要什么(me),我(wo)們(men)去為(wei)你生(sheng)產(chan),還有(you)我(wo)們(men)一直(zhi)在用(yong)Object,這就說明(ming)java語(yu)言的(de)(de)動態特(te)性,依賴性大大的(de)(de)降低了(le)(le)。

本文來自博客園,作者HPU-張朋飛,轉載請注明出處!

 

posted @ 2013-03-23 22:47  加拿大小哥哥  閱讀(39307)  評論(4)    收藏  舉報